人类半胱硫氨酸β-合成酶纤维状形态素模型的结构基础

《Nature Communications》：Structural basis for a filamentous morpheein model of human cystathionine beta-synthase

　　

摘要

人类半胱硫氨酸β-合成酶（CBS）是一种重要的酶，它调节硫氨基酸的代谢、硫化氢的产生以及细胞的氧化还原平衡。通过多学科的研究方法，我们发现CBS具有丝状结构，并且其稳定性、转化速率和活性受到动态四级结构转变的控制。利用冷冻电镜技术，我们观察到了三种不同的丝状构象：(i) 未结合配体的反式二聚体，它们形成具有稳定性和活性的反式基态丝状结构；(ii) 结合了腺苷鸟氨酸的顺式二聚体，这些二聚体会组装成稳定的顺式基态丝状结构；(iii) 结合了S-腺苷甲硫氨酸的变构二聚体，它们与顺式二聚体一起形成高度稳定的、被变构激活的堆叠丝状结构。这些可逆的丝状构象将寡聚化和变构调节整合到了CBS的分子框架中，从而重新定义了CBS的生物学功能。这些发现为理解CBS的生物学作用提供了新的视角，并为针对各种疾病（包括高半胱氨酸尿症、癌症和唐氏综合征）中CBS功能异常的情况提供了药物干预的新途径。